教学重点 • 人机交互控制方式 • 键盘原理 • CRT显示器原理 教学难点
• 人机交互控制方式
CS&T Informat机交互系统 概述
典型人机交互 设备 人机交互的
发展
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7.1人机交互系统概述——人机交互的概念
教学重点 • 人机交互控制方式 • 键盘原理 • CRT显示器原理 教学难点
• 人机交互控制方式
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课程逻辑图
什么是程序？ （程序的本质） 信息的描述 （数码系统） 信息的处理 （运算与运算器） 什么是指令？ （指令系统） 指令存在什么地方？ （存储系统） 指令怎样执行？ （中央处理器） 指令怎样进入主存？ （人机交互系统） 人机交互界面 输入设备 人机交互设备 人机交互接口 人机交互控制方式 直接存储器访问方式 通道方式 输出设备 直接程序控制方式 中断程序控制方式 如何开发程序？
人机交互是一门科学学科，它主要研究用 户如何使用计算机以及如何设计一个可以帮助 用户提高工作效率的计算机系统，是一个多学 科的综合，涉及到计算机科学、心理学、社会 学、图形设计、工业设计等多个领域。
• 人机交互系统的主要作用是控制有关设备的运行和理解 并执行通过人机交互设备传来的有关的各种命令和要求。
7.2人机交互控制方式——直接存储器访问方式
• 基本概念
主存储器
CPU
外设端口
HLDA
HOLD
DMA控制器
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7.2人机交互控制方式——直接存储器访问方式
• DMA控制器的控制方式
– 周期窃取方式
总线控制权 CPU工作 DMA控制器工作
t
– 直接存取方式
总线控制权 CPU工作 DMA控制器工作
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7.1人机交互系统概述——人机交互系统的组成
人机交互界面
颜色
人机交互接口
串行接口
人机交互接口芯片
串行接口芯片 8251 并行接口芯片 8255 USB接口芯片 CH375
界面交互组件
并行接口
文本
PS2接口 USB接口 1394接口
语音和听觉
触觉和运动
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计算机学科要 解决的问题
程序如何执行？ （程序的外在）
编码器1 A2 A1 A0
D3
D2
D1
D0
D7
D6
D5
D4
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7.3典型人机交互设备——键盘
Vc
• 非编码键盘
– 逐行扫描法 – 反转扫描法（行列扫描法）
X0
X1
X2
从CPU输出
输 出 寄 存 器
X3
X4
X5
X6
X7 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
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7.2人机交互控制方式——中断程序控制方式
如果当外设准备 好或空闲时，主动向 CPU发出中断请求，表 示要传送数据，CPU响 应该请求后，执行中 断服务程序，实现与 外设的数据传送，这 种控制方式称为中断 程序控制方式。
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字符显示器 图形显示器 图像显示器
– 按功能分类
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7.3典型人机交互设备——显示器
• 显示的原理
– 字符显示原理 – 图形图像显示原理
7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D FEH 80H 80H 80H FEH 80H 80H 80H FEH 00H 00H 00H 00H 00H
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7.3典型人机交互设备——打印机
• 针式打印机 • 喷墨打印机 • 激光打印机
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7.3典型人机交互设备——触摸屏
• • • • 电阻式 电容感应式 红外线式 表面声波式
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CPU的介入
接口的硬件 支持
最简单的硬件
增加中断控制器
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7.3典型人机交互设备——键盘
• 编码键盘
Vc 0 GS
3
0
1
…… 7
8
9
*
#
控0
控1
…… 控7
……
……
1
……
7
编码器3 A8 A7 A6
0 GS
2
1
2
3
编码器2 A5 A4 A3
0 GS
1
1
……
7
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Beyond Technology
大连东软信息学院精品课程
计算机组成原理
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第7章 人机交互系统
教学内容 • • • • 7.1人机交互系统概述 7.2人机交互控制方式 7.3典型人机交互设备 7.4人机交互的发展
7.2人机交互控制方式——直接程序控制方式
直接程序控制方式的主要 特点是，当外设启动后，外 设的整个工作过程均在CPU 的监控之下，也就是说CPU 只为外设服务，不再处理其 他事务，根据CPU与外设之 间传送数据的时机是由CPU 决定还是由外设决定，又可 将这种方式分为无条件传送 方式和程序查询方式（有条 件传送方式）两种。
t
– 数据块传送方式
总线控制权 CPU工作 中断请求 DMA控制器工作 中断返回
t
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7.2人机交互控制方式——三种访问方式的特点
直接程序 控制方式
完全介入
特点
中断程序 控制方式
CPU还可兼顾其 他事务
直接存储器 控制方式
CPU在传输的始末 介入
增加DMA控制器并 保留中断控制器
7.4人机交互的发展
手工操作和二 进制代码 批处理操作语 言或者交互命 令语言 鼠标和图形用 户界面GUI
多通道 多媒体
网络用户界面
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本章小结
教学内容 • • • • 7.1人机交互系统概述 7.2人机交互控制方式 7.3典型人机交互设备 7.4人机交互的发展
输入寄存器
输入到CPU
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7.3典型人机交互设备——鼠标
• 机械鼠标 • 光机鼠标 • 光电鼠标
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7.3典型人机交互设备——显示器
• 显示器的分类
– 按显示器件分类
阴极射线管显示器（C RT） 液晶显示器（LCD） 等离子显示器（PD） 发光二极管显示器（L ED）